核聚變有哪些推進方法

㈠ 激光核聚變的方法

實現激光核聚變有直接驅動法和間接驅動法頃鍵叢兩種：①直接驅動法是將激光束直接照射在靶丸表面上，驅動器大多是釹玻璃亮孝激光器。優點是激光束的能量利用效率高，運行可靠，且可進行時空控制。缺點是必須要求激光束均勻照射在靶丸表面上，否則會造成向心爆聚的不對稱，還可能在燒蝕層等離子體中產生不穩定性，使靶殼破壞 ，造成靶殼和核聚變燃料相互混合而降低壓縮（爆聚）效果。此外雀櫻激光功率的耦合效率（5%—10%）和重復發射脈沖的頻率（每秒輸出1—10個激光脈沖）都不夠高。研究中的新型激光碟機動器有KrF準分子激光器及用激光二極體泵浦的固體激光器等。KrF準分子激光器的優點是：波長較短，激光吸收效率高，波形整形能力強，輸出脈沖幅度可變動范圍大等。但還存在諸多技術問題，如激光器的效率、脈沖的重復頻率、光學傳輸的復雜性、激光器的可靠性與耐用性及高成本等。激光泵浦的固體激光器的優點是重復頻率高、效率高，通過變頻可使波長變短，獲得高功率輸出，運行可靠等。存在的問題是激光二極體造價高，並需要找到長壽命熒光的激光材料。②間接驅動法是將含有聚變燃料的靶丸懸在一個用高Z材料（如金）做成的小腔內，激光束通過腔壁上的小孔照射在腔的內壁上（不是直接照射在靶丸上）。腔壁表面物質吸收激光束的能量溫度升高，產生軟X射線。在薄壁層熱材料內，輻射和材料之間幾乎是熱平衡的，因而形成軟X射線的輻射場。輻射熱波向冷壁傳輸，高Z冷壁被加熱並發射軟X射線，成為軟X射線的再發射區。軟X射線均勻地照射在腔內靶丸上將其燒蝕，經過向心爆聚等過程產生熱核聚變反應。間接法的優點是對激光束光斑的均勻性要求不高，且軟X射線能均勻輻照在靶丸表面上，實現對稱爆聚。缺點是激光通過時等離子體會驅動參量不穩定性，而且激光束能量的利用效率不及直接驅動法高。

㈡ 實現核聚變的方法有哪些

人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的，氫彈爆炸時能釋放出極大的能量，會給人類帶來災難。而科學家們卻希望發明一種可以有效地控制「氫彈爆炸」的過程的裝置，讓能量能夠持續穩定的輸出，用來解決人類面臨的能源短缺危機。利用核聚變發電是21世紀的重要技術，它主要是把聚變燃料加熱到1億攝氏度以上的高溫，從而讓它產生核聚變，然後人們就可以利用其輸出的熱能。

核能是能源家族的新成員，它包括裂變能和聚變能兩種主要的形式。裂變能是重金屬元素的質子通過裂變而釋放出巨大能量，目前人類已經實現商用化。因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上的含量稀少，而且常規裂變反應堆會產生長壽命、放射性較強的核廢料，污染環境，因此這些因素一定程度的限制了裂變能的發展。而核聚變的形式目前還尚未實現商用化。

核聚變是指由質量小的原子（主要是指氘或氚），在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合的作用，從而生成新的質量更重的原子核，並且伴隨著巨大的能量釋放出來的一種核反應形式。原子核中蘊藏著巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核轉化為另一種嫌搏原子核）往往還伴隨著巨大能量的釋放。如果是由重的原子核變為輕的原子核，叫做核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變為重的原子核，就叫做核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。

比原子彈威力更大的核武器是氫彈，它就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的過程與核裂變相反，核聚變是幾個原子核聚合成一個原子核的過程，只有較輕的原子核才會發生核聚變，比如氫的同位素氘、氚等。核聚變會釋放出巨大的能量，而且要比核裂變釋放出的能量大很多。太陽內部連續進行著氫聚變成氦的過程，它的光和熱就是由核聚變產生的。

利用核能的最終目的是要實現受控核聚變釋放的能量。核聚變和核裂變相比，它有兩大優點：一是地球上蘊藏的核聚變能源遠比核裂變能量豐富得多。據專家測算，每升海水中含有0.03克氘，而地球上有70%的面積被海水所覆蓋，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘，經過核聚變釋放的能量相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。如果把地球上海水中所有的氘全部用於核聚變反應，那麼其釋放出的能量足夠人類使用幾百億年，而且其反應產物是無放射性污染的氦；二是由於核聚變過程中需要維持極高的溫度，如果某一環節出現問題，燃料的溫度下降，核聚變反應就會自動終止。也就是說，聚變堆是安全的。因此，聚含辯變能是一種無限的、環保的、安全的新能源，這就是為什麼世界各國，尤其是發達國家都不惜花費大量人力物力財力，競相研究、開發聚變能的原因所在。

目前，實現核聚變的方法有很多種。最早的著名方法是「托卡馬克」型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場，把等離子體約束在很小范圍內。雖然在實驗室條件下已接近成功，但要達到工業應用的水平還有一段遙遠的距離。按照目前的技術水平，要建立「托卡馬克」型核聚變裝置，需要大量的資金支持；另一種實現核聚變的方法芹老祥是慣性約束法，慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內，從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發，球面內層受到它的反作用，會向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱為慣性約束），就像噴氣飛機氣體會往後噴而推動飛機飛行一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，並伴隨著溫度急劇升高而升高，當溫度達到所需要的點火溫度（大概需要幾十億攝氏度）時，小球內的氣體便會發生爆炸，並產生大量熱能。這種爆炸過程所需的時間很短，只有幾皮秒（1皮等於1萬億分之一）。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去，所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站釋放的能量。

原理上看很簡單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的功率還差幾十倍、甚至幾百倍，再加上其他種種技術上的問題，使得慣性約束核聚變仍是人類可望而不可及的技術。

核聚變是當前社會最有發展前途的新能源，核聚變反應是氫彈爆炸的基礎，能夠在一瞬間產生大量的熱能，但目前人類還無法加以利用。如果使核聚變反應在一定的約束區域內，能夠根據人們的意圖有控制地使其產生與進行，實現持續、平穩的能量輸出，就可以實現受控熱核反應。不過，這正是目前科學家們進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎，如果聚變反應堆一旦實驗成功，則可能會為人類提供最環保而又取之不盡的新能源。